无机材料学报
無機材料學報
무궤재료학보
JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS
2007年
3期
539-544
,共6页
孔明%赵文济%乌晓燕%魏仑%李戈扬
孔明%趙文濟%烏曉燕%魏崙%李戈颺
공명%조문제%오효연%위륜%리과양
TiN/Si3N4纳米晶复合膜%纳米多层膜%界面相%晶体化%超硬效应
TiN/Si3N4納米晶複閤膜%納米多層膜%界麵相%晶體化%超硬效應
TiN/Si3N4납미정복합막%납미다층막%계면상%정체화%초경효응
采用高分辨透射电子显微镜对高硬度的TiN/Si3N4纳米晶复合膜的观察发现,这类薄膜的微结构与Veprek提出的nc-TiN/a-Si3N4模型有很大不同:复合膜中的TiN晶粒为平均直径约10nm的柱状晶,存在于柱晶之间的Si3N4界面相厚度为0.5～0.7nm,呈现晶体态,并与TiN形成共格界面.进一步采用二维结构的TiN/Si3N4纳米多层膜的模拟研究表明,Si3N4层在厚度约＜0.7nm时因TiN层晶体结构的模板作用而晶化,并与TiN层形成共格外延生长结构,多层膜相应产生硬度升高的超硬效应.由于TiN晶体层模板效应的短程性,Si3N4层随厚度微小增加到1.0nm后即转变为非晶态,其与TiN的共格界面因而遭到破坏,多层膜的硬度也随之迅速降低.基于以上结果,本文对TiN/Si3N4纳米晶复合膜的强化机制提出了一种不同于nc-TiN/a-Si3N4模型的新解释.
採用高分辨透射電子顯微鏡對高硬度的TiN/Si3N4納米晶複閤膜的觀察髮現,這類薄膜的微結構與Veprek提齣的nc-TiN/a-Si3N4模型有很大不同:複閤膜中的TiN晶粒為平均直徑約10nm的柱狀晶,存在于柱晶之間的Si3N4界麵相厚度為0.5～0.7nm,呈現晶體態,併與TiN形成共格界麵.進一步採用二維結構的TiN/Si3N4納米多層膜的模擬研究錶明,Si3N4層在厚度約＜0.7nm時因TiN層晶體結構的模闆作用而晶化,併與TiN層形成共格外延生長結構,多層膜相應產生硬度升高的超硬效應.由于TiN晶體層模闆效應的短程性,Si3N4層隨厚度微小增加到1.0nm後即轉變為非晶態,其與TiN的共格界麵因而遭到破壞,多層膜的硬度也隨之迅速降低.基于以上結果,本文對TiN/Si3N4納米晶複閤膜的彊化機製提齣瞭一種不同于nc-TiN/a-Si3N4模型的新解釋.
채용고분변투사전자현미경대고경도적TiN/Si3N4납미정복합막적관찰발현,저류박막적미결구여Veprek제출적nc-TiN/a-Si3N4모형유흔대불동:복합막중적TiN정립위평균직경약10nm적주상정,존재우주정지간적Si3N4계면상후도위0.5～0.7nm,정현정체태,병여TiN형성공격계면.진일보채용이유결구적TiN/Si3N4납미다층막적모의연구표명,Si3N4층재후도약＜0.7nm시인TiN층정체결구적모판작용이정화,병여TiN층형성공격외연생장결구,다층막상응산생경도승고적초경효응.유우TiN정체층모판효응적단정성,Si3N4층수후도미소증가도1.0nm후즉전변위비정태,기여TiN적공격계면인이조도파배,다층막적경도야수지신속강저.기우이상결과,본문대TiN/Si3N4납미정복합막적강화궤제제출료일충불동우nc-TiN/a-Si3N4모형적신해석.
